[发明专利]摩擦副工作表面微坑数控激光成型方法及装置

说明书

                          技术领域

本发明涉及表面加工方法及装置，尤其涉及摩擦副工作表面微坑数控激光成型方法及装置。

                          背景技术

在各种具有相对运动的摩擦副中，摩擦副工作表面必须生成储油结构，以储存润滑油，减少摩擦与磨损，保证运动副的寿命。通常采用平顶珩磨、超精加工作为摩擦副工作表面最终加工工序，以形成交叉网纹沟槽式平顶储油结构；或者采用松孔镀铬方法对缸套内孔表面镀铬即镀硬铬后进行逆电解，其表面形成网状沟槽式储油结构，再珩磨加工的工艺过程；或者采用振动冲击加工方法在摩擦副工作表面形成相互独立的微坑，再珩磨加工的工艺过程。

平顶珩磨和松孔镀铬方法都可以在一定程度上提高摩擦副的耐磨性。但是，由于网状沟槽互相联通，储存在沟槽里的润滑油将被沿着沟槽挤出去，摩擦副寿命的提高并不显著。振动冲击方法可以在摩擦副工作表面形成相互独立的微坑，但工具头的磨损对微坑深度有一定的影响，且不适宜加工高硬度材料。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种摩擦副工作表面微坑数控激光成型方法及装置。

摩擦副工作表面微坑数控激光成型方法是摩擦副零件作旋转运，使用脉冲激光束，使其沿着作旋转运动的摩擦副零件相对移动，经过聚焦的脉冲激光束在摩擦副零件工作表面加工出微坑。

所说的摩擦副零件为气缸、曲轴、刹车盘、制动鼓、凸轮、齿轮、连杆、轴。

摩擦副工作表面微坑数控激光成型装置是一个电动机通过第一副小齿轮、大齿轮、滚珠丝杠带动激光主轴进行直线运动；另一个电动机通过第二副小齿轮、大齿轮带动传动轴旋转，再通过第三副小齿轮、大齿轮将传动轴的转动传递到机床工作台传动轴，带动工作台的转动；夹具安装在工作台上，气缸安装在夹具中；数控系统控制两个电动机的转速，控制激光主轴和工作台的运动速度。

本发明的优点：

(1)可在摩擦副工作表面形成相互独立、深度一致、数以千计的微坑；

(2)它是无接触加工，并且高能量脉冲激光束的能量及其移动速度均可调，摩擦副零件的转动速度也可进行调整，因此可根据摩擦学理论，实现各种摩擦副工作表面储油结构设计；

(3)表面微坑激光成型过程中无“工具”磨损，无“切削力”作用于工件，可有效地保证微坑深度的一致性，不会造成零件的变形；

(4)微坑加工效率高，可达2000～10000个微坑/秒；

(5)可提高摩擦副耐磨性，避免咬合，有显著的经济效益和社会效益。

                              附图说明

图1是缸套工作表面微坑的结构图；

图2是气缸工作表面微坑数控激光成型方法示意图；

图3是曲轴工作表面微坑数控激光成型方法示意图；

图4是凸轮轴工作表面微坑数控激光成型方法示意图；

图5是表面微坑数控激光成型装置结构示意图。

                      具体实施方式

摩擦副工作表面微坑数控激光成型装置是电动机1通过小齿轮2、大齿轮3、滚珠丝杠4带动激光主轴5进行直线运动；电动机13通过小齿轮15，大齿轮14带动传动轴17旋转，小齿轮12、大齿轮11将传动轴17的转动传递到传动轴10，带动工作台9的转动；夹具8安装在工作台9上，气缸27安装在夹具8中；数控系统控制电动机1、电动机13的转速，控制激光主轴5和工作台9的运动速度。